Dann mal ein Versuch:
Ammersee kenne ich noch gar nicht, Starnberger See ist recht lange her. Westufer hat viel gepflegte Promenaden usw., muss man als engagierter Rennradfahrer eher die Straßen fahren, weil Radwege eher Kurbetrieb usw. Ostufer wäre eigentlich reizvoller, mehr echte Seestraße. Gewiss auch viel Privatbesitz am Ufer. Möchte das aber nicht zu sehr betonen, weil da nicht up to date. Eigentlich müsste man den weiteren Verlauf kennen (Ammersattel? Ehrwald?) Ich halte mich aber mal an die Prämisse und würde es so angehen:

Ammersee – Andechs – Garatshausen am Starnberg See (Route kenne ich nicht, würde ich aber so wählen, da südlicher flacher) – Seeshaupt – Königsdorf – (grünes Voralpen-Hügelland, wenig befahren) - Bernwies – Oberfischbach/Bad Tölz – entlang der Isar (wohl Straße wählen, Isarradweg ist dort schottrig, für Rennrad nicht so gut geeignet, Gravelbike aber sicherlich) – Jachenau – Walchensee (Südufer, falls weiter über Wallgau, Garmisch) oder: kleine Straße/Rampe nach Sachenbach mit Nordufer Walchensee für Fahrt runter zum Kochelsee.

Begründung: Zwischen Starnberger See und Kochelsee ist keine so prickelnde Landschaft (dito Nordseite Kochelsee). Falls gedacht zum Loisach-Tal: Macht erst ab ca. Eschenlohe Spaß. Im Zweifel würde ich auch eher Ammersee rausschmeißen für Isar-Jachenau-Kurve. Offroad wäre noch mehr drin, aber das passt mit Rennrad nicht.

Bodensee: Bregenz – Lindau fährt man immer noch am besten auf der Uferpromenade, auch wenn da Badende, Inliner, Fußvolk und Radkolonnen kreuzen. Die Straße ist weit mehr ein Horror, bin da mal sogar mit Velo im Stau steckengeblieben. Fährt man früh morgens die Uferpromenade, kann man sogar richtig durchrauschen. Sonst aber bitte unbedingt Rücksicht nehmen – es kommt jeder an.

Genaue Route kann ich nicht angeben, aber noch vor Lindau (Lochau) würde ich eine Straße nach Weißensberg suchen. Dann Muttelsee oder Degersee anvisieren. Weiter zur Argen (Langnau, Apflau) – das ist bekanntes Hopfenanbaugebiet. Würde jetzt eher bodenseefern durch Oberschwaben vorschlagen: Meckenbeuren – Oberteuringen – Deggenhausertal – (jetzt nur grob, kenne da die Querverbindungen nicht) - Owingen – Stockach – Engen – Blumberg. Wenn es mit Markdorf eine schönere Stadt sein soll, dann weiter Kurs via Bermatingen, Salem.

In Fützen Viadukt der Sauschwänzlebahn. Der Wutach folgen, die Wutachschlucht i.e.S. kann man nicht beradeln, auch nicht mit MTB. Aufwärts nach Wutach (Ewattingen) bei der Wutachmühle. In Bonndorf dann verschiedene Varianten zum Schluchsee denkbar. Über Rothaus wohl hübsch, über Dresselbach etwas anstrengender, auch ein wenig eintöniger Wald. Über Lenzkirch wohl noch etwas anstrengender und weiter Bogen. Spannende Alternaitve wäre Wutach ab bis Eggingen, dann via Untermettingen nach Ühlingen-Birkendorf im Schlüchttal, aufwärts über Grafenhausen zum Schluchsee. Allerdings ist das Highlight im unteren Schlüchttal (Felsschlucht), was hier nicht berührt wird.

Übrigens ist das Südufer Schluchsee toll (Blocksteine) und wird von Straßenradlern oft gemieden, was zu beschränkten Eindrücken führt. Es hat weitgehend Kiespiste – recht gut fahrbar, Rennrad mit dickeren Reifen könnte aber passen. Nordufer Bundesstraße elendig, auch fast keine Aussicht (bis Aha).